(57)【要約】【課題】電源電圧の＋側が共通電位とされた半導体装置に関し、安定化した電源電圧を得ることができる半導体装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、電源電圧の＋側が共通電位（ＶDD）とされた半導体装置において、共通電位（ＶDD）を基準として負電位側に所定の電圧（Ｖreg）となる電源を生成する電源回路（１２８）を有し、共通電位と電源回路の出力電圧（Ｖreg）との間で生成した電圧を用いることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電圧の＋側が共通電位とされた半導体装置において、
前記共通電位を基準として負電位側に所定の電圧となる電源を生成する電源回路を有し、
前記共通電位と前記電源回路の出力電圧との間で生成した電圧を用いることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記電源回路は、前記共通電位と出力端子との間に設けられた分割抵抗と、
前記分割抵抗により分割された電圧と基準電圧との差に応じた信号を出力する差動アンプと、
前記分割抵抗と前記出力端子と前記電源電圧の−側電位との間に接続され、前記差動アンプの出力により前記出力端子より電流を引き込む制御トランジスタとを有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
Ｎ型半導体基板により構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項４】
電池が接続され、該電池の電圧を検出することにより該電池の異常を検出する電池保護回路を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に係り、特に、電源電圧の＋側が共通電位とされた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にＣＭＯＳ回路を搭載するＩＣチップを製造する場合、Ｐ型半導体基板が一般的であった。Ｐ型半導体基板を用いてＩＣチップを構成する場合、基板電位は接地電位となり、基板電位が共通電位として各種回路が構成される。
【０００３】
図５は従来の一例の動作説明図を示す。
【０００４】
Ｐ型半導体基板を用いた半導体装置では、接地電位ＧＮＤが基準電位となっているため、接地電位ＧＮＤを基準として、定電圧ＶDD1、ＶDD2、Ｖout1、Ｖout2などを生成している。
【０００５】
一方、Ｎ型半導体基板を用いた半導体装置では、電源電圧の＋側電位＋ＶDDが基準電位となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、従来のＮ型半導体基板を用いた半導体装置では、電源電圧の＋側電位＋ＶDDを基準としていたため、内部で電源などを生成した場合、電源電圧の＋側電位を基準に安定化した電圧であるので、その電圧は外部では用い難かった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、安定化した電源電圧を得ることができる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、電源電圧の＋側が共通電位（ＶDD）とされた半導体装置において、共通電位（ＶDD）を基準として負電位側に所定の電圧（Ｖreg）となる電源を生成する電源回路（１２８）を有し、共通電位と電源回路の出力電圧（Ｖreg）との間で生成した電圧を用いることを特徴とする。
【０００９】
電源回路（１２８）は、共通電位（ＶDD）と出力端子（Ｔ19）との間に設けられた分割抵抗（Ｒ41、Ｒ42）と、分割抵抗（Ｒ41、Ｒ42）により分割された電圧と基準電圧との差に応じた信号を出力する差動アンプ（１４１）と、分割抵抗（Ｒ41、Ｒ42）と出力端子（Ｔ19）と電源電圧の−側電位との間に接続され、差動アンプ（１４１）の出力により出力端子（Ｔ19）より電流を引き込む制御トランジスタ（Ｍ21）とを有することを特徴とする。
【００１０】
Ｎ型半導体基板により構成されたことを特徴とする。
【００１１】
電池（１１１−１、１１１−２）が接続され、電池（１１１−１、１１１−２）の電圧を検出することにより電池（１１１−１、１１１−２）の異常を検出する電池保護回路を有することを特徴とする。
【００１２】
なお、上記参照符号はあくまでも参考であり、これによって、特許請求の範囲が限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、共通電位（ＶDD）を基準として負電位側に所定の電圧（Ｖreg）となる電源を生成する電源回路（１２８）を有し、共通電位と電源回路の出力電圧（Ｖreg）との間で生成した電圧を用いることにより、共通電位と出力電圧との間に安定した電圧を得ることができ、よって、共通電位と出力電圧との間に負荷を接続することにより、負荷に安定化した電圧を供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔システム構成〕
図１は本発明の一実施例のシステム構成図を示す。
【００１５】
本実施例の電源システム１００は、電池１１１−１、１１１−２、電池保護ＩＣ１１２、マイコン１１３、制御トランジスタＭ１、Ｍ２、抵抗Ｒ11、Ｒ12、Ｒ21、Ｒ31、キャパシタＣ11、Ｃ12、Ｃ21などから構成されている。
【００１６】
電池１１１−１、１１１−２は、例えば、リチウムイオン電池などから構成されており、＋側電極が端子Ｔ＋に接続され、−側電極が抵抗Ｒ21、及び、制御トランジスタＭ１、Ｍ２を介して端子Ｔ−に接続されている。
【００１７】
電池保護ＩＣ１１２は、１チップの半導体装置から構成されており、電池１１１−１及び電池１１１−２の電圧などを検出することにより、電池１１１−１、１１１−２の異常状態を検出し、異常状態検出時には制御トランジスタＭ１、Ｍ２をオフすることにより電池１１１−１及び電池１１１−２を保護する。また、電池１１１−１、１１１−２への電流の入出力を検出して、電池１１１−１、１１１−２の残量を検出可能な構成とされている。
【００１８】
マイコン１１３は、電池保護ＩＣ１１２の端子Ｔ20に接続されており、電池保護ＩＣ１１２の端子Ｔ20から供給されるディジタルデータに基づいて電池１１１−１、１１１−２の残量を検出する。マイコン１１３で検出された電池残量は、端子Ｔ20を通して電池保護ＩＣ１１２に供給され、レベルシフトされた後、端子Ｔ21から出力される。端子Ｔ21は、システム本体のＣＰＵなどに接続されており、システム本体のＣＰＵに電池残量などのデータを供給する。システム本体のＣＰＵは、電池保護ＩＣ１１２から供給された電池残量などのデータを処理して、表示装置などに電池残量などを表示する。
【００１９】
制御トランジスタＭ１は、ドレイン−ソースが抵抗Ｒ21と制御トランジスタＭ２との間に接続され、ゲートが電池保護ＩＣ１１２の端子Ｔ16に接続されている。また、制御トランジスタＭ２は、ドレイン−ソースが制御トランジスタＭ１と端子Ｔ−との間に接続され、ゲートが電池保護ＩＣ１１２の端子Ｔ17に接続されている。制御トランジスタＭ１、Ｍ２は、電池保護ＩＣ１１２により電池１１１−１、１１１−２の異常が検出されたときに、オフされて、電池１１１−１、１１１−２と端子Ｔ−との接続を切断する。
【００２０】
抵抗Ｒ11は、電池１１１−１の＋端子と電池保護ＩＣ１１２の端子Ｔ12との間に接続されている。抵抗Ｒ12は、電池１１１−２の＋端子と電池保護ＩＣ１１２の端子Ｔ13との間に接続されている。キャパシタＣ11は、電池保護ＩＣ１１２の端子Ｔ12と端子Ｔ13との間に接続されている。キャパシタＣ12は、電池保護ＩＣ１１２の端子Ｔ13と端子Ｔ14との間に接続されている。抵抗Ｒ11及びキャパシタＣ11は積分回路を構成しており、端子Ｔ12と端子Ｔ13との間に印加される電圧を平滑化する。抵抗Ｒ12及びキャパシタＣ12は積分回路を構成しており、端子Ｔ13と端子Ｔ14との間に印加される電圧を平滑化する。
【００２１】
抵抗Ｒ21は、電池１１１−２と制御トランジスタＭ１との間に接続されており、一端が端子Ｔ14に接続され、他端が端子Ｔ15に接続されている。
【００２２】
抵抗Ｒ31は、一端が電池保護ＩＣ１１２の端子Ｔ18に接続され、他端が端子Ｔ−に接続されており、電池１１１−１、１１１−２のショート状態を検出するために用いられる。
【００２３】
〔電池保護ＩＣ１１２〕
図２は電池保護ＩＣ１１２のブロック構成図を示す。
【００２４】
電池保護ＩＣ１１２は、１チップの半導体装置であり、過放電検出回路１２１、過充電検出回路１２２、過電流検出回路１２３、ショート検出回路１２４、保護制御ロジック１２５、ドライブ回路１２６、１２７、レギュレータ１２８、電流検出回路１２９、入出力回路１３０、基準電圧生成回路１３１が搭載された構成とされている。
【００２５】
過放電検出回路１２１は、端子Ｔ12、Ｔ13に接続されており、電池１１１−１、１１１−２の過放電状態であることを検出し、過放電状態のときに出力をハイレベルにする。
【００２６】
過充電検出回路１２２は、端子Ｔ13、Ｔ14に接続されており、電池１１１−１、１１１−２の過充電状態であることを検出し、過充電状態のときに出力をハイレベルにする。
【００２７】
過電流検出回路１２３は、端子Ｔ14と端子Ｔ15とに接続されており、電池１１１−１、１１１−２に流れる電流が過電流状態であることを検出し、過電流状態のときに出力をハイレベルにする。
【００２８】
ショート検出回路１２４は、端子Ｔ18に接続されており、電池１１１−１、１１１−２がショート状態であることを検出し、ショート状態を検出したとき出力をハイレベルにする。
【００２９】
保護制御ロジック１２５には、過放電検出回路１２１、過充電検出回路１２２、過電流検出回路１２３、ショート検出回路１２４の出力が供給されており、過放電検出回路１２１、過充電検出回路１２２、過電流検出回路１２３、ショート検出回路１２４の出力に基づいて異常状態を検出し、異常検出時に出力をローレベルにする。保護制御ロジック１２５の第１の出力はドライブ回路１２６を介して端子Ｔ16に供給される。保護制御ロジック１２５の第２の出力はドライブ回路１２７を介して端子Ｔ17に供給される。
【００３０】
ドライブ回路１２６、１２７はインバータから構成されており、保護制御ロジック１２５の第１及び第２の出力を反転して端子Ｔ16、Ｔ17に供給する。
【００３１】
レギュレータ１２８は、端子Ｔ12と端子Ｔ14との間に接続されており、端子Ｔ12と端子Ｔ14との間に印加される電圧から一定の安定化した電圧を生成し、端子Ｔ19より出力する。このとき、レギュレータ１２８は、端子Ｔ12の電位、すなわち、電源電位の＋側の電位を基準として一定の安定化した電圧を生成する。
【００３２】
電流検出回路１２９は、端子Ｔ14と端子Ｔ15との間に接続されており、電池１１１−１、１１１−２に流れる電流を検出する。電流検出回路１２９で検出された電流は、入出力回路１３０に供給される。
【００３３】
入出力回路１３０は、電流検出回路１２９で検出された電流に応じたディジタルデータを作成し、端子Ｔ20を通してマイコン１１３に供給する。
【００３４】
基準電圧生成回路１３１は、端子Ｔ11に接続され、端子Ｔ11に印加される電圧から各種基準電圧を生成し、ＩＣ内の各部に供給する。
【００３５】
〔レギュレータ１２８〕
次にレギュ−レタ１２８について説明する。
【００３６】
図３はレギュレータ１２８のブロック構成図を示す。
【００３７】
レギュレータ１２８は、エラーアンプ１４１、抵抗Ｒ41、Ｒ42、トランジスタＭ21から構成されている。
【００３８】
エラーアンプ１４１は、反転入力端子に基準電圧生成回路１３１から基準電圧Ｖref1が印加されており、非反転入力端子には抵抗Ｒ41と抵抗Ｒ42との接続点が接続されている。抵抗Ｒ41、Ｒ42及びトランジスタＭ21のドレイン−ソースは、端子Ｔ12と端子Ｔ14との間に直列に接続されている。
【００３９】
また、抵抗Ｒ42とトランジスタＭ21との接続点は、端子Ｔ19に接続されている。エラーアンプ１４１は、基準電圧Ｖref1と抵抗Ｒ41と抵抗Ｒ42との接続点との電圧と、基準電圧Ｖref1との差分を出力し、トランジスタＭ21のゲートに供給する。トランジスタＭ21は、エラーアンプ１４１により抵抗Ｒ41と抵抗Ｒ42との接続点の電圧が基準電圧Ｖref1となるように制御される。
【００４０】
このように、レギュレータ１２８は、端子Ｔ12と端子Ｔ19との間に印加される電圧が一定となるように、端子Ｔ19から引き込む電流を制御することにより、端子Ｔ12と端子Ｔ19との間の電圧を一定に保持している。すなわち、電源電圧の＋側を基準とした電圧が端子Ｔ19から出力される。
【００４１】
〔動作〕
図４は本発明の一実施例の動作説明図を示す。
【００４２】
本実施例によれば、図４に示すように電源電圧の＋側電位＋ＶDDを基準として負側の電位を制御し、一定の電圧となるように制御された安定化電圧Ｖregを端子Ｔ19から出力することができる。
【００４３】
マイコン１１３は、電源電圧の＋側電位＋ＶDDと端子Ｔ19との間から駆動電源を取得し、動作する。
【００４４】
このように、本実施例によれば、電源電圧の＋側電位ＶDDを基準として電位を制御して、定電圧を生成することにより、Ｎ型半導体基板を用いてレギュレータ１２８などの電源回路を搭載した電池保護ＩＣ１１２を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施例のシステム構成図である。
【図２】電池保護ＩＣ１１２のブロック構成図である。
【図３】レギュレータ１２８のブロック構成図である。
【図４】本発明の一実施例の動作説明図である。
【図５】従来の一例の動作説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００  電源システム
１１１−１、１１１−２  電池、１１２  電池保護ＩＣ
１１３  マイコン
Ｍ１、Ｍ２  制御トランジスタ
１２１  過放電検出回路、１２２  過充電検出回路、１２３  過電流検出回路
１２４  ショート検出回路、１２５  保護制御ロジック、１２６、１２７  ドライブ回路
１２８  レギュレータ、１２９  電流検出回路、１３０  入出力回路
１３１  基準電圧生成回路
１４１  エラーアンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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